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尽管已对数千种植物和动物物种的基因组进行了测序,但对于大多数这些基因组而言,很大一部分缺失 - 高度重复的DNA。

在这些神秘的基因组区室中,有着丝粒必需的染色体区域,当细胞分裂时,细胞可以准确地通过染色体。5月14日由康涅狄格大学Mellone实验室和罗彻斯特大学Larracuente实验室在开放获取期刊PLOS Biology上发表的一项新研究将先进的测序技术与分子和高分辨率显微镜方法相结合,以发现序列果蝇Drosophila melanogaster中的所有着丝粒,一种广泛用于生物医学研究的强大模式生物。

在显微镜下已经可以看到着丝粒超过一个世纪,但由于难以通过传统的测序技术获得高度重复的DNA,因此很少知道它们在DNA水平上的组织。为了对基因组进行测序,研究人员将DNA分解为“可读”单元,然后将这些单元组装回代表基因组的连续序列,计算过程类似于组装拼图。虽然这个过程适用于基因内部和周围的独特DNA序列,但在基因组的重复区域中,所有的拼图块看起来都相同,因此很难弄清楚它们如何组合在一起。

为了解决这个问题,作者将这种传统的“拼图”方法与一系列其他方法结合起来:对较长的DNA片段进行测序,纯化着丝粒特异性组蛋白的着丝粒片段,并对高染色质纤维进行成像。分辨率显微镜。使用这些方法,作者能够生成完整而完整的苍蝇着丝粒图片,发现埋藏在高度重复序列的永利赌场网址平台中,有更多复杂DNA序列的“岛屿”可能是着丝粒的关键所在。功能,忠实地隔离染色体。

研究人员发现,着丝粒含有令人惊讶的大量转座因子 - 在整个基因组中跳跃并自私增殖的序列。“令人兴奋的是,着丝粒岛富含一种称为逆转录元素的转座因子,我们通常认为它们是基因组寄生虫,”该研究的共同主要作者Amanda Larracuente教授说。在所有着丝粒中都发现了一种特殊的复古元素,称为G2 / Jockey-3,不仅存在于这种果蝇中,而且还存在于一种密切相关的果蝇(Drosophila simulans)中。

他们的研究结果表明,这些自私的DNA元素可能在多种物种的着丝粒功能中起作用,因为已发现逆转录因子与真菌,植物,哺乳动物......以及现在的果蝇中的着丝粒有关。“随着着丝粒序列的出现,我们准备利用强大的果蝇基因工具包来理解这些序列在着丝粒功能和进化中的作用,”该研究的共同主要作者Barbara Mellone教授说。

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